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高考志愿填報(bào):3.1伽利略的理想實(shí)驗(yàn)和牛頓第一定律

更新時(shí)間:2023-12-12 文章作者:佚名 信息來源:網(wǎng)絡(luò)整理 閱讀次數(shù):

3.1伽利略的理想實(shí)驗(yàn)和牛頓第一定理一、教學(xué)任務(wù)剖析中學(xué)階段所學(xué)習(xí)的慣性和牛頓第一定理,是在小學(xué)已學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)上的進(jìn)一步推進(jìn)。學(xué)習(xí)慣性和牛頓第一定理將為后續(xù)的牛頓第二定理,乃至整個(gè)熱學(xué)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。通過小游戲,讓中學(xué)生初步感受伽利略的觀點(diǎn):“物體的運(yùn)動(dòng)不須要力來維持”。通過演示“推鐵塊”現(xiàn)象,介紹亞里士多德關(guān)于“力是維持物體運(yùn)動(dòng)的誘因”的觀點(diǎn),引出兩種觀點(diǎn)的矛盾。通過演示將小鐵塊裝上輪子,磨擦力大大降低,小鐵塊速率降低得很慢,發(fā)覺現(xiàn)象:“摩擦力的大小會(huì)影響速率降低的快慢”。通過引導(dǎo)中學(xué)生討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié),研究磨擦力大小對(duì)速率變化快慢的影響,運(yùn)用已學(xué)過的知識(shí)剖析實(shí)驗(yàn)中須要控制的變量和須要變化的條件。通過演示實(shí)驗(yàn)比較在三種不同磨擦系數(shù)的表面上小球滑行距離的大小,發(fā)覺越光滑的平面,速率變化得越慢這一規(guī)律;通過運(yùn)用DIS光電門傳感檢測(cè)水平氣墊滑軌上的滑塊的瞬時(shí)速率大小,觀察在磨擦力十分小的情況下速率變化也十分小的情況。總結(jié)演示實(shí)驗(yàn)的規(guī)律牛頓第一定律演示實(shí)驗(yàn),并按照實(shí)驗(yàn)發(fā)覺的規(guī)律進(jìn)行合理推理,得出“摩擦力為零時(shí),物體將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)”的推論,體驗(yàn)伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)的思維推理過程和技巧。用演示實(shí)驗(yàn)?zāi)M伽利略對(duì)斜面實(shí)驗(yàn)的推理過程,并介紹伽利略依據(jù)斜面實(shí)驗(yàn)得出的推論“維持物體運(yùn)動(dòng)不須要力”,之后介紹笛卡兒對(duì)伽利略推論的補(bǔ)充,牛頓最后總結(jié)得出牛頓第一定理。cwk物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

強(qiáng)調(diào)牛頓第一定理并不是真實(shí)的實(shí)驗(yàn)定理,而是以可靠的實(shí)驗(yàn)為根據(jù),突出主要誘因,忽視次要誘因,用科學(xué)推理的方式概括下來的,定理是否正確要通過實(shí)踐來檢驗(yàn),給中學(xué)生以科學(xué)方式的教育。最后讓中學(xué)生剖析生活中常見的慣性現(xiàn)象,鞏固所學(xué)知識(shí),同時(shí)使中學(xué)生感受知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活的緊密聯(lián)系,迸發(fā)求知的欲望。二、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與能力(1)曉得牛頓第一定理。(2)理解伽利略理想實(shí)驗(yàn)的推理過程。(3)理解力和物體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。(4)初步學(xué)會(huì)剖析、概括、推理等科學(xué)思維方式。2.、過程與技巧(1)觀察慣性現(xiàn)象,體會(huì)從錯(cuò)綜的現(xiàn)象中探索事物本質(zhì)的思想方式。(2)在觀察演示實(shí)驗(yàn)的過程中體驗(yàn)伽利略理想實(shí)驗(yàn)的思維方式與過程,體會(huì)概括、推理的科學(xué)研究方式。3、情感心態(tài)價(jià)值觀(1)通過伽利略的斜面實(shí)驗(yàn),了解理想實(shí)驗(yàn),迸發(fā)熱愛科學(xué)、樂于探究的興趣。(2)通過科學(xué)史的簡(jiǎn)介,展現(xiàn)去偽存真的科學(xué)心態(tài)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)重點(diǎn):牛頓第一運(yùn)動(dòng)定理、慣性。難點(diǎn):伽利略理想實(shí)驗(yàn)的推理過程;對(duì)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定理和慣性的正確理解。四、教學(xué)資源:1、三根滑軌,一根線繩,一根浴巾?xiàng)l,小球等。2、自行拍攝的氣墊滑軌實(shí)驗(yàn)視頻。3、伽利略斜面實(shí)驗(yàn)?zāi)M裝置4、慣性小實(shí)驗(yàn):小車、木塊、玻璃杯、塑料片、小球、硬幣、尺等。cwk物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

五、教學(xué)思路本設(shè)計(jì)包括伽利略理想實(shí)驗(yàn)、牛頓第一定理和慣性的借助和避免三部份內(nèi)容。本設(shè)計(jì)的基本思路:以實(shí)驗(yàn)和推理為基礎(chǔ),按人類對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的認(rèn)識(shí)過程組織教學(xué),將原先完全具象的理想實(shí)驗(yàn)具體化,重點(diǎn)置于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、觀察演示實(shí)驗(yàn)、體驗(yàn)伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)的思維和推理過程,并介紹牛頓第一定理的得出過程,使中學(xué)生在獲得知識(shí)的過程中,了解化學(xué)學(xué)發(fā)展的歷史,經(jīng)歷人類對(duì)規(guī)律的認(rèn)知過程。本設(shè)計(jì)要突出的重點(diǎn)是:牛頓第一運(yùn)動(dòng)定理和慣性。方式是:以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),加上合理的推理,體驗(yàn)伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)的思想方式和思維過程,進(jìn)一步理解牛頓第一定理的得出過程,結(jié)合中學(xué)生的親身感受,應(yīng)用實(shí)驗(yàn)和動(dòng)漫演示對(duì)日常生活的實(shí)例進(jìn)行剖析,鞏固對(duì)牛頓第一定理和慣性的認(rèn)識(shí)。本設(shè)計(jì)要突破的難點(diǎn)是:伽利略理想實(shí)驗(yàn)的推理過程;對(duì)牛頓第一運(yùn)動(dòng)定理和慣性的正確理解。方式是:通過引入部份的演示實(shí)驗(yàn),闡明生活中一些被其假象所掩藏現(xiàn)象的本質(zhì),為理解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系做好必要的鋪墊,之后通過演示實(shí)驗(yàn)和邏輯推理體驗(yàn)伽利略對(duì)斜面實(shí)驗(yàn)的推理過程,使中學(xué)生能親身體驗(yàn)伽利略的思維過程;在得出牛頓第一定理并定義慣性后,通過對(duì)比牛頓第一定理和慣性的區(qū)別和聯(lián)系,以正確理解牛頓第一定理和慣性。cwk物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

牛頓定律實(shí)驗(yàn)視頻_牛頓第一定律演示實(shí)驗(yàn)_牛頓定律實(shí)驗(yàn)報(bào)告cwk物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

完成本設(shè)計(jì)的內(nèi)容需1課時(shí)。六、教學(xué)流程1、教學(xué)流程圖2、教學(xué)流程說明引入新課:小實(shí)驗(yàn)班主任:**,讓我們先來做一個(gè)吹兵乓球的小實(shí)驗(yàn)。每組同事都有一個(gè)兵乓球和一個(gè)杯子,一個(gè)朋友設(shè)法使兵乓球以一定的速率沿直線運(yùn)動(dòng)。在與兵乓球路徑相垂直的方向上放一個(gè)杯子。當(dāng)兵乓球經(jīng)過杯口時(shí),另一個(gè)朋友對(duì)著球縱向吹氣,看能不能將球吹進(jìn)紙杯?觀察現(xiàn)象并討論剖析,如今開始。教師:**一位朋友來談一談能夠?qū)⑶虼颠M(jìn)紙杯,為何?總結(jié):這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,包含了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系這一問題的討論。小球在原先運(yùn)動(dòng)的方向上幾乎沒有遭到力的作用,可它的運(yùn)動(dòng)仍然維持。這就得到了一個(gè)推論:維持物體運(yùn)動(dòng)不須要力的作用,這就是伽利略的觀點(diǎn)。班主任:**是力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系的討論,在歷史上以前有過另一個(gè)觀點(diǎn)。請(qǐng)你們觀察桌面上靜止的粉筆盒,之后輕推粉筆盒,粉筆盒都會(huì)平緩運(yùn)動(dòng),當(dāng)手一離開粉筆盒,粉筆盒幾乎立刻停止運(yùn)動(dòng)。由這一現(xiàn)象可以得出推論:維持物體運(yùn)動(dòng)須要力的作用,這就是亞里士多德的觀點(diǎn),是亞里士多德通過日常生活中的觀察得到的推論。這就是歷史上力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的爭(zhēng)活動(dòng)III討論2牛頓第一定理笛卡兒的補(bǔ)充活動(dòng)IV演示3視頻2慣性與慣性現(xiàn)象亞里士多德的觀點(diǎn)批判亞里士多德的觀點(diǎn)情境演示1通感1通感1演示1通感II演示2活動(dòng)I討論1活動(dòng)2視頻1通感III伽利略的觀點(diǎn)班主任:**在我們面前有兩個(gè)矛盾的觀點(diǎn),它們都來自于生活中的現(xiàn)象,但起碼有一個(gè)是錯(cuò)誤的。cwk物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

要看清事物的真相,我們就要厘清楚在推粉筆盒的事例中粉筆盒停止運(yùn)動(dòng)的誘因。問:構(gòu)想假如把粉筆罐裝在一輛貨車上做同樣的實(shí)驗(yàn),我們將會(huì)看見如何的現(xiàn)象?演示:將粉筆罐裝上貨車,促使小鐵塊運(yùn)動(dòng)后,當(dāng)手離開小鐵塊后,小鐵塊就會(huì)繼續(xù)往前滑動(dòng)一段較長(zhǎng)的距離后才停下。問:將粉筆罐裝上貨車后,是哪些數(shù)學(xué)量的變化使它出現(xiàn)了不同的運(yùn)動(dòng)情況?問題提出:將粉筆罐裝上貨車后,磨擦力顯著減少了,這一現(xiàn)象說明,很可能是磨擦力對(duì)速率變化形成了影響,這么它們之間又是如何一種定性關(guān)系呢?我們通過實(shí)驗(yàn)來加以探班主任:**每?jī)蓚€(gè)朋友都有一根滑軌、一個(gè)小鋼珠、一根浴巾?xiàng)l和一根線繩。運(yùn)用提供的器材,我們可以將小鋼珠從高處滑下,通過小鋼珠在水平軌道上的運(yùn)動(dòng)情況比較磨擦力大小對(duì)速率變化快慢的影響。問題1:在實(shí)驗(yàn)中我們須要控制什么變量,怎樣控制這種變量?總結(jié):在實(shí)驗(yàn)中我們須要控制小鋼珠運(yùn)動(dòng)到水平軌道上的初速率相同。這就須要我們每次從軌道上的同一點(diǎn)靜止釋放小鋼珠,同時(shí)浴巾或繃帶在軌道上的位置也必須相同,我已為每組同事在軌道上做了標(biāo)記。問題2:在實(shí)驗(yàn)中我們須要改變什么條件,怎樣改變這種條件?總結(jié):在實(shí)驗(yàn)中我們須要改變水平軌道的粗糙程度,這兒我們可以比較在浴巾?xiàng)l、布條和平板上小鋼珠的運(yùn)動(dòng)。cwk物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

問題3:在實(shí)驗(yàn)中我們須要比較什么數(shù)據(jù),這種數(shù)據(jù)怎么反映速率變化的快慢。總結(jié):在實(shí)驗(yàn)中因?yàn)闄z測(cè)時(shí)間相對(duì)麻煩,我們可以更直觀地比較小球在不同接觸面上運(yùn)動(dòng)的位移,假如把小鋼珠在水平軌道上的運(yùn)動(dòng)看作是勻變速直線運(yùn)動(dòng),按照運(yùn)動(dòng)學(xué)的公式,我們可以得出位移越小,加速度越大,即速率變化得越快。接出來請(qǐng)朋友們進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上。中學(xué)生活動(dòng):中學(xué)生進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)——研究磨擦力的大小對(duì)速率變化快慢的影響。交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果:得出初步推論:越光滑的平面小鋼珠滑行距離越大,說明速率變化得越慢。班主任:我們?cè)缫训玫匠醪酵普摚涸焦饣钠矫嫘′撝樗俾首兓迷铰_@么假如我們?cè)O(shè)法找到比平板更光滑的平面,是否可以使小鋼珠速率變化得更慢呢?講臺(tái)上的裝置稱作氣墊滑軌。通過水泵,可以使軌道上的小孔噴吐二氧化碳,使小滑塊漂浮上去,獲得磨擦力較小的環(huán)境。而兩個(gè)光電門傳感可以通過DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)出瞬時(shí)速率。接出來請(qǐng)你們看在水平氣墊滑軌上做剛剛的實(shí)驗(yàn)會(huì)有哪些樣的療效。班主任演示:用水平氣墊滑軌和DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)光電門傳感檢測(cè)瞬時(shí)速率,數(shù)據(jù)顯示摩擦力十分小的時(shí)侯,速率的變化也十分小。總結(jié)并深入提問:當(dāng)磨擦力越來越小,可以發(fā)覺速率變化也越來越慢。cwk物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

牛頓定律實(shí)驗(yàn)報(bào)告_牛頓第一定律演示實(shí)驗(yàn)_牛頓定律實(shí)驗(yàn)視頻cwk物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(按PPT)由此我們可以得出哪些新的結(jié)論嗎?總結(jié):假如磨擦力足夠小,物體的速率大小幾乎不改變,若磨擦力變?yōu)榱悖矬w就可以始終運(yùn)動(dòng)下去,速率大小不改變。問:磨擦力為零可能嗎?這個(gè)推論能夠從實(shí)驗(yàn)直接得出?繼續(xù)提問:生活中磨擦力為0是不存在的,所以這個(gè)推論不可能從實(shí)驗(yàn)中直接得出。那么這個(gè)推論還可靠嗎?提出理想實(shí)驗(yàn)的思想:當(dāng)磨擦力為0時(shí),物體將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)的推論是按照實(shí)驗(yàn)中磨擦力越小對(duì)速率的影響越小這一事實(shí),經(jīng)過推理忽視了磨擦力這一次要誘因的影響,得出物體運(yùn)動(dòng)的主要性質(zhì)是:維持原先的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這就是伽利略創(chuàng)造的理想實(shí)驗(yàn)的思想方式:以可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ),突出主要誘因,忽視次要誘因,通過具象思維深刻闡明自然規(guī)律。理想實(shí)驗(yàn)并不是一個(gè)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)。理想實(shí)驗(yàn)不可能用真實(shí)的實(shí)驗(yàn)來直接驗(yàn)證,只能在實(shí)驗(yàn)條件不斷迫近理想情況時(shí),其實(shí)驗(yàn)結(jié)果也不斷向理想情況迫近。介紹伽利略的觀點(diǎn)和理想斜面實(shí)驗(yàn),演示斜面實(shí)驗(yàn)裝置。班主任:對(duì)于我們剛剛討論的問題,伽利略是怎樣來研究的呢?首先,他通過對(duì)擺的觀察和研究,發(fā)覺在阻力很小時(shí),擺總是來回運(yùn)動(dòng)到相同的高度,雖然有障礙物罩住細(xì)線也不會(huì)改變這一結(jié)果,這就是以可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)。cwk物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

接著他通過具象思維提出倘若有一個(gè)小球在兩個(gè)對(duì)接的斜面上運(yùn)動(dòng),在忽視阻力的情況下,小球也總是能運(yùn)動(dòng)到相同的高度。(取出伽利略假想的斜面)假如我們減少旁邊斜面的夾角,小球仍能運(yùn)動(dòng)到相同的高度,速率也變化得越慢。假如把旁邊的斜面改成平面,小球?qū)⒂肋h(yuǎn)到不了相同的高度,速率也將不再改變。按照這一理想實(shí)驗(yàn)伽利略得到推論:維持物體運(yùn)動(dòng)不須要力的作用。看來我們明天對(duì)于力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的研究的思想方式,正是和伽利略不謀而合了。討論:比較伽利略的推論、笛卡爾的提煉與牛頓第一定理的區(qū)別班主任:在此基礎(chǔ)上,笛卡爾發(fā)展了伽利略的推論,提出了慣性定理:只要物體開始運(yùn)動(dòng),就將繼續(xù)以同一速率并順著同仍然線方向運(yùn)動(dòng),直至遇見某種外來緣由引起的制約或偏離為班主任:而牛頓在前人的基礎(chǔ)上,又一次將理論建立牛頓第一定律演示實(shí)驗(yàn),提出了牛頓第一定理:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或則靜止?fàn)顟B(tài),直至有外力改變它為止。班主任:由牛頓第一定理,我們可以看見一切物體都有保持靜止與勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì),我們把物體的這一性質(zhì)稱作慣性。慣性是物體的固有屬性,其大小僅與質(zhì)量有關(guān)。班主任演示:接出來我們來看一個(gè)有關(guān)慣性現(xiàn)象小實(shí)驗(yàn)。推論:一切物體(固體、液體和二氧化碳)都存在慣性。cwk物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

重新討論上課前的小實(shí)驗(yàn),鞏固新知識(shí)問:如今請(qǐng)朋友們?cè)賮硭妓魑覀儎偵险n時(shí)做的那種吹兵乓球的實(shí)驗(yàn),按照明天我們所學(xué)的內(nèi)容,能夠解釋對(duì)著球縱向吹氣,為何不能將球吹進(jìn)紙杯?深入提問:假如我要求必須對(duì)著球縱向吹氣,又要將球吹進(jìn)紙杯,應(yīng)當(dāng)如何吹呢?課堂總結(jié)班主任:最后,我們對(duì)昨天所學(xué)的內(nèi)容作一個(gè)整理回顧。3、教學(xué)主要環(huán)節(jié)本節(jié)課可以分為四個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。第一環(huán)節(jié),通過創(chuàng)設(shè)情境引入課題,介紹對(duì)亞里士多德關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的認(rèn)識(shí)。第二環(huán)節(jié),通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)、邏輯推理,體驗(yàn)伽利略斜面實(shí)驗(yàn)的探究過程和思維方式,初步認(rèn)識(shí)關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系認(rèn)識(shí),了解理想化實(shí)驗(yàn)的科學(xué)研究方式。第三環(huán)節(jié),學(xué)習(xí)牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合自己的研究,提出牛頓第一定理。第四環(huán)節(jié),通過對(duì)應(yīng)用實(shí)例的演示和討論,鞏固對(duì)慣性、慣性現(xiàn)象和牛頓第一定理的認(rèn)第五環(huán)節(jié),總結(jié)本節(jié)課重點(diǎn)內(nèi)容和主要環(huán)節(jié)小結(jié)第六環(huán)節(jié),作業(yè)布置:閱讀課本P76歷史回望——《牛頓生平》及完成配套練習(xí)上述教學(xué)環(huán)節(jié)中,第二、三教學(xué)環(huán)節(jié)是本節(jié)課教學(xué)的重點(diǎn)。廣州市承德小學(xué)cwk物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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